Tällä hetkellä kasvava melu ympäristönsuojelun ja energiansäästön puolesta on tuonut kotimaiset uudet energiakäyttöiset sähköajoneuvot parrasvaloihin. Suuritehoisilla laitteilla on ratkaiseva rooli ajoneuvon nopeuden säätelyssä ja vaihto- ja tasavirtamuunnoksen varastoinnissa. Korkeataajuinen lämpökierto on asettanut tiukat vaatimukset elektroniikkapakkausten lämmönpoistolle, kun taas työympäristön monimutkaisuus ja monimuotoisuus edellyttävät pakkausmateriaalien hyvää lämpöiskunkestoa ja suurta lujuutta tukemaan. Lisäksi nykyaikaisen tehoelektroniikkatekniikan nopean kehityksen myötä, jolle on ominaista korkea jännite, suuri virta ja korkea taajuus, tähän tekniikkaan sovellettavien tehomoduulien lämmönpoistotehokkuus on tullut kriittisemmäksi. Sähköpakkausjärjestelmien keraamiset substraattimateriaalit ovat avain tehokkaaseen lämmönpoistoon, ja niillä on myös korkea lujuus ja luotettavuus työympäristön monimutkaisuuden vuoksi. Tärkeimmät keraamiset substraatit, joita on valmistettu massatuotantona ja joita on käytetty laajasti viime vuosina, ovat Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN jne.
Al2O3-keraamilla on tärkeä rooli lämpöä hajottavassa substraattiteollisuudessa sen yksinkertaisen valmistusprosessin, hyvän eristyksen ja korkean lämpötilan kestävyyden ansiosta. Al2O3:n alhainen lämmönjohtavuus ei kuitenkaan täytä suurteho- ja suurjännitelaitteiden kehitysvaatimuksia, ja se soveltuu vain työympäristöön, jossa lämmönpoistovaatimukset ovat alhaiset. Lisäksi alhainen taivutuslujuus rajoittaa myös Al2O3-keramiikan käyttöaluetta lämpöä hajauttavina alustoina.
BeO-keraamisilla alustoilla on korkea lämmönjohtavuus ja alhainen dielektrisyysvakio, jotka täyttävät tehokkaan lämmönpoiston vaatimukset. Se ei kuitenkaan sovellu laajamittaiseen käyttöön, koska se on myrkyllistä, mikä vaikuttaa työntekijöiden terveyteen.
AlN-keraamia pidetään ehdokasmateriaalina lämmönpoistoalustalle sen korkean lämmönjohtavuuden vuoksi. Mutta AlN-keraamilla on huono lämpöiskun kestävyys, helppo vanheneminen, alhainen lujuus ja sitkeys, mikä ei edistä työskentelyä monimutkaisessa ympäristössä, ja sovellusten luotettavuutta on vaikea varmistaa.
SiC-keraamilla on korkea lämmönjohtavuus, koska sen suuren dielektrisen häviön ja alhaisen läpilyöntijännitteen vuoksi se ei sovellu sovelluksiin suurtaajuus- ja jännitekäyttöympäristöissä.
Si3N4 on tunnustettu parhaaksi keraamiseksi alustamateriaaliksi, jolla on korkea lämmönjohtavuus ja korkea luotettavuus kotimaassa ja ulkomailla. Vaikka Si3N4-keraamisubstraatin lämmönjohtavuus on hieman alempi kuin AlN:n, sen taivutuslujuus ja murtolujuus voivat olla yli kaksi kertaa AlN:ään verrattuna. Samaan aikaan Si3N4-keramiikan lämmönjohtavuus on paljon korkeampi kuin Al2O3-keramiikan. Lisäksi Si3N4-keraamisten substraattien lämpölaajenemiskerroin on lähellä SiC-kiteiden, 3. sukupolven puolijohdesubstraatin, lämpölaajenemiskerroin, mikä mahdollistaa sen yhteensopivan vakaammin piikarbidikidemateriaalin kanssa. Se tekee Si3N4:stä ensisijaisen materiaalin korkean lämmönjohtavuuden omaaville substraateille 3. sukupolven piikarbidipuolijohdeteholaitteisiin.